論文の概要: Demonstrating experimentally the encoding and dynamics of an error-correctable logical qubit on a hyperfine-coupled nuclear spin qudit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.20827v2
• Date: Thu, 09 Jan 2025 16:03:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-10 13:56:54.657584
• Title: Demonstrating experimentally the encoding and dynamics of an error-correctable logical qubit on a hyperfine-coupled nuclear spin qudit
• Title（参考訳）: 超微細結合核スピンqudit上の誤り訂正可能な論理量子ビットの符号化とダイナミクスを実験的に実証する
• Authors: Sumin Lim, Mikhail V. Vaganov, Junjie Liu, Arzhang Ardavan,
• Abstract要約: 高次元量子システムは、量子ビットベースのアプローチよりもハードウェア効率の良いプロトコルを提供する。 我々は、S=1/2電子スピン量子ビットに結合した核スピン超微粒子の4つの状態に符号化された論理量子ビットを実装した。 本研究は, 実用的で実装可能なフォールトトレラント量子メモリの提案の可能性を確認した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.720777561985926
• License:
• Abstract: The realization of effective quantum error correction protocols remains a central challenge in the development of scalable quantum computers. Employing high-dimensional quantum systems (qudits) can offer more hardware-efficient protocols than qubit-based approaches. Using electron-nuclear double resonance, we implement a logical qubit encoded on the four states of a I=3/2 nuclear spin hyperfine-coupled to a S=1/2 electron spin qubit; the encoding protects against the dominant decoherence mechanism in such systems, fluctuations of the quantizing magnetic field. We explore the dynamics of the encoded state both under a controlled application of the fluctuation and under natural decoherence processes. Our results confirm the potential of these proposals for practical, implementable, fault tolerant quantum memories.
• Abstract（参考訳）: 効率的な量子誤り訂正プロトコルの実現は、スケーラブルな量子コンピュータの開発において依然として中心的な課題である。 高次元量子システム(量子ビット)を利用することで、量子ビットベースのアプローチよりもハードウェア効率の高いプロトコルを提供できる。 電子核二重共鳴を用いて、S=1/2電子スピン量子ビットに結合したI=3/2原子スピン超微粒子の4つの状態に符号化された論理量子ビットを実装。 本研究では, ゆらぎの制御と自然デコヒーレンス過程の制御の下で, 符号化状態のダイナミクスについて検討する。 本研究は, 実用的で実装可能なフォールトトレラント量子メモリの提案の可能性を確認した。

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